淺談低溫大溫差環(huán)境下預(yù)制梁蒸氣養(yǎng)生專業(yè)技術(shù)

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1、淺談低溫、大溫差環(huán)境下預(yù)制梁蒸汽養(yǎng)生技術(shù)陳柏剛(中鐵二局第五工程有限公司）【摘要】預(yù)制箱梁的蒸汽養(yǎng)生技術(shù)，雖然已在行業(yè)中得到普及，但本文就全自動(dòng)電蒸汽鍋爐在預(yù)制箱梁中的使用，讓蒸汽養(yǎng)生更加簡單可行，為在低溫、大溫差的西北地區(qū)推廣蒸汽養(yǎng)生施工提供了參考?！娟P(guān)鍵詞】大溫差預(yù)制箱梁電蒸汽鍋爐養(yǎng)生1前言目前，工程建設(shè)中混凝土預(yù)制件采用蒸汽養(yǎng)生能收到較好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益已得到大家的共識，其工藝也已普及，最早在日本道路協(xié)會(huì)編制的《預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋涵施工手冊》可以找到施工依據(jù)，對于預(yù)制箱梁的蒸汽養(yǎng)生，在最近的文獻(xiàn)當(dāng)中，比較典型的有《浙江交通科技》2005年03期“預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁蒸汽養(yǎng)生施工工藝

2、研究”、《鐵道建筑》2006年第01期“鐵路混凝土箱型梁現(xiàn)場蒸汽養(yǎng)生工藝探討”……。但都沒有詳細(xì)闡述蒸汽養(yǎng)生張拉壓漿前后的銜接，即壓漿后都不再實(shí)施蒸汽養(yǎng)生。在西北甘南地區(qū)，通過壓漿后出現(xiàn)的問題分析，重新實(shí)踐了蒸汽養(yǎng)生，伴隨著全自動(dòng)電蒸汽鍋爐的出現(xiàn)，讓蒸汽養(yǎng)生工藝更加完善。2工程概述及問題的引出我部承建的蘭州至郎木寺高速公路(S2)臨夏到合作段LH14標(biāo)段，地處在西北甘南地區(qū)，屬寒冷濕潤氣候，氣候干燥，長冬無夏，溫度較低，年平均氣溫為1.5~4.8℃，晝夜溫差較大，且伴有大風(fēng)雨雪，尤其在接近冬季時(shí)，上述氣候特點(diǎn)尤其明顯。我標(biāo)段共有216片20米的小箱梁，2012年9月份至10月初，采用覆

3、蓋土工布并噴淋養(yǎng)生的方式施工了11片，過了一個(gè)冬季，在2013年初檢查發(fā)現(xiàn)，有7片箱梁的腹板處，沿預(yù)應(yīng)力管道走向的位置，存在不同程度的裂紋，大部分箱梁頂板位置也有不規(guī)則的裂紋。臨合高速公路共16個(gè)標(biāo)段，經(jīng)業(yè)主的檢查統(tǒng)計(jì)，每個(gè)標(biāo)段都存在這種情況，雖然有些標(biāo)段采用了蒸汽養(yǎng)生，但是在2012年施工的箱梁，有裂紋的共有387片，情況和我標(biāo)類似！邀請行業(yè)內(nèi)的專家現(xiàn)場會(huì)診，并在全線開孔檢查了10多片有裂紋的箱梁，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)的壓漿液凝固效果不好，成塊狀，沒有像理論上的凝固成板狀，而且管道內(nèi)都存在大量游離態(tài)的水，于是得出了這樣的結(jié)論：頂板裂紋是因?yàn)榄h(huán)境干燥，溫差較大，混凝土產(chǎn)生了收縮裂紋；沿預(yù)應(yīng)力管道

4、走向處的裂紋則是由于波紋管凍脹產(chǎn)生的開裂，而預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)大量游離態(tài)水的存在是造成波紋管凍脹開裂的根本原因。大家都迷茫了，箱梁的張拉壓漿，原材料采用的是專用壓漿水泥配GR-300壓漿劑，工藝是成熟的真空壓漿工藝，實(shí)施過程中幾級監(jiān)督嚴(yán)格旁站把關(guān)，壓漿完畢后，業(yè)主專門請了西北交科院科研所對壓漿的密實(shí)度進(jìn)行了檢測，其結(jié)果都讓大家滿意。那又怎么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？專家解釋，在這個(gè)地區(qū)，因?yàn)闇夭钶^大，雖然沒有進(jìn)入冬季施工，但夜間溫度一旦低于0℃，壓漿液受凍，凝固不好，就會(huì)造成壓漿液的強(qiáng)度長時(shí)間不再增長，管道內(nèi)的水也因水化熱的停止成為游離態(tài)長期存在，到了極冷天氣，就易結(jié)冰膨脹，造成危害。全線宣起了對消

5、除裂紋的探討，我標(biāo)結(jié)合實(shí)際，提出了一套系統(tǒng)的蒸汽養(yǎng)生工藝，保證箱梁質(zhì)量，加快生產(chǎn)循環(huán)周期，縮短養(yǎng)生時(shí)間，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。1設(shè)備及方案的確定根據(jù)水利水電出版社出版的《混凝土冬季施工》，采用棚罩法蒸汽養(yǎng)護(hù)每方混凝土耗用蒸汽量為300~450kg，我部按每方混凝土耗用蒸汽量375kg計(jì)算，每片箱梁計(jì)20m3混凝土，按養(yǎng)護(hù)4.5~5.0天，則每方混凝土每小時(shí)耗用蒸汽量為3.29kg，每天施工2片20米的箱梁，高峰期有12片箱梁同時(shí)在養(yǎng)護(hù)，我們確定了兩種設(shè)備，一是燃煤蒸汽鍋爐（普通鍋爐），通過對管道熱能的損耗計(jì)算，確定型號為DZH2-0.7-AⅡ，蒸發(fā)量2t/h；二是一種市面上新出現(xiàn)不久的電熱蒸汽

6、發(fā)生器（全自動(dòng)電蒸汽鍋爐），因放置在箱梁端頭，不考慮管道損耗，確定型號為YN36-1.0-D，功率24kw/h，蒸發(fā)量34kg/h，配置12臺(tái)，每2臺(tái)為一組同時(shí)養(yǎng)護(hù)一片箱梁。經(jīng)過功效、成本、可操作性等方面調(diào)查比較，全自動(dòng)電蒸汽鍋爐相比普通的燃煤蒸汽鍋爐有以下優(yōu)點(diǎn)：3.1設(shè)計(jì)獨(dú)特，在國家的鍋爐免檢范圍內(nèi)，即無須辦理鍋爐使用證，省去了辦理鍋爐使用證的麻煩，更不需要鍋爐上崗特種作業(yè)操作證；3.2操作簡單方便，全自動(dòng)按鍵控制，多重連鎖安全保護(hù)功能，使用起來更加安全；3.3小巧靈活，移動(dòng)方便，可以逐臺(tái)控制蒸汽養(yǎng)生過程中的升溫和降溫過程，機(jī)器的效能能充分發(fā)揮；3.4利用電能更環(huán)保更節(jié)約，更減少了鍋

7、爐房的建設(shè)和長管路的設(shè)置費(fèi)用；3.5購置成本較低，電蒸汽鍋爐8500元/臺(tái)，普通鍋爐125000元/臺(tái)，12臺(tái)電蒸汽鍋爐就能達(dá)到一臺(tái)普通鍋爐的使用效果。缺點(diǎn)有兩點(diǎn)：一是所需的電能較大，需要周圍有對應(yīng)的變壓器；二是鍋爐靠近箱梁附近，需要進(jìn)行一定的保護(hù)，避免箱梁施工作業(yè)時(shí)其它物件碰撞鍋爐。通過綜合比較，我們的方案最后選定使用全自動(dòng)電蒸汽鍋爐設(shè)備實(shí)施蒸汽養(yǎng)生。2方案實(shí)施4.1施工準(zhǔn)備4.1.1梁場附近有一臺(tái)600KVA變壓器，電力能夠滿足，在梁場設(shè)置